【技术文章】
| 磁带库在广电行业的应用 | |
| 美国先进数字信息公司 | |
| 随着数字技术、计算机技术和网络技术的迅速发展，广播电视数字化、网络化是大势所趋。所谓数字化就是计算机化，计算机技术日益渗透到影视节目采集、编辑、存储、播出、控制和管理等各个方面。而广播电视数字化的核心是节目和素材的数据化，即计算机文件化。未来影视节目和资料都将以计算机文件方式采集、编辑、存储和播出。计算机文件化的优势体现在：
(1)完全独立于物理设备，影视节目资料通用程度高。 (2)可以进行异步操作，无1:1转录、传输的时间限制，效率可以提高几十倍。 (3)存储、转录不会降低影视节目资料的质量。 (4)计算机自动化管理，便于有效存储、浏览查询和再利用。 (5)可通过宽带网实现商业化经营，提高经济效益。 一 数据流磁带库存储管理系统 1. 影视节目资料数据化存储需求 影视节目资料数据化存储需要巨大的存储空间。首先，影视节目资料数据化而形成的计算机文件非常大；其次，同一个影片或素材往往以多种文件格式存储，如MPEG-2、MPEG-4和非压缩高清晰度格式等，以满足广播、浏览、编辑、VOD等不同应用的要求；第三，为保证资料的安全，要保存副本，以防止资料意外损坏或丢失；最后，数据化影视节目资料每年还在加速增长。 随着非线性数字视频网络和硬盘播出系统在电视台的广泛应用，数据化节目资料采集、制作、编辑和存储将逐步取代传统方式。然而，目前硬盘存储空间难以满足实际要求。在素材采集和编辑过程中，即使用多个TB级存储容量的磁盘阵列，也只能存储一个星期、最多两三个星期的素材。由于硬盘空间不足，不得不删除硬盘中较旧的素材，以便给新素材腾出空间。其实，这些旧素材日后有可能派上用场，将其删除可能会对节目制作带来损失。 另外，制作好的节目，包括纪录片、文艺与体育节目、电影、电视剧，以及有价值的素材等，都需长期保存，以便今后调用。再加上几十年来积累的模拟影视节目资料，使得电视台节目资料数据化转换和存储的压力越来越大。 目前的解决办法是增加磁盘阵列的容量。但面临以下问题：购买TB级存储容量的光纤通道磁盘阵列成本非常高；不知道购买多大的硬盘空间才能满足目前和今后的需求；将大量不常用的历史资料存储在硬盘中，不仅成本高昂，而且也不安全。 为解决上述问题，可以采用分级存储方式，即：将近期采集的素材、编辑好的资料、准备播出和供VOD点播的节目存放在硬盘中；而将用过的素材、短期内不再播出的节目、历史资料等保存到计算机控制的自动化数据流磁带库中，一旦需要，即可迅速从数据流磁带库中提取。这样做不仅满足了应用需求，降低了总的存储成本，而且便于资料保存和管理。一个软、硬件出色的数据流磁带库存储管理系统，可以提供快速反应能力，避免人工操作带来的延时、错误，从而极大地提高整个资料存储系统的效率和管理水平。因此，数据流磁带库存储管理系统是数字化系统的一个重要组成部分。 2. 数据流磁带库具有高性价比 数据流磁带库是以数据流磁带为存储介质，它与传统的录音、录像磁带不同。现在的数据流磁带技术在使用寿命、可靠性、存储容量和数据传输速度上，都是传统音视频磁带所无法比拟的，完全可满足大容量、高准确度计算机数据的存储和长时间存档的需求。除此之外，存储介质还有光盘。目前主流可擦写光盘(DVD-RAM、MO)与数据流磁带的技术特点比较如表所示。 从表中可以看出，数据流磁带具有明显的优势。另外，目前光盘库的容量都偏小、扩展能力不足，光盘库的最大存储容量只有几十TB，而数据流磁带库的存储容量可达几PB！从成本角度来看，存储容量相近的光盘库和管理软件的采购成本接近磁盘阵列，难以满足大规模数据的低成本存储要求。根据电视台规模的不同，数字化存储往往需要几十或几百TB、甚至几PB的容量。因此，数据流磁带库将成为影视节目处理中心、资料库不可或缺的存储设备。 二 数据化存储体系结构 由于广电行业数据处理具有容量大、传输速度高、时效性强等特点，传统的IT网络和存储结构不能满足上述需求。新兴的存储区域网络(SAN)技术在广电行业得到了广泛应用。目前非线性数字视频网络的存储结构就是建立在SAN基础上，未来的硬盘播出系统也将与非线性视频网融合。基于光纤通道交换结构的SAN网络将整个数据化业务流程紧密地结合在一起，实现了高性能一体化采、编、播、存系统。目前的课题是如何将数据流磁带库存储系统集成到整个网络系统中，解决大容量数据化存储和归档问题。下面探讨现有两种数据流磁带库存储管理结构。 a. 以主机为中心的存储结构 这种结构是将磁带库直接连到一台主机/服务器上，主机上的存储管理软件负责影视节目资料在硬盘和磁带库间的移动。其优点是技术成熟、成本较低，适于时效性要求不高、并发访问少、数据量不大的应用场合。但其缺点也很明显：由于数据在交换过程中必需经过连接磁带库的主机，因此对主机的性能要求非常高。在并发访问量很大的情况下，主机(特别是I/O)性能将成为整个系统性能的瓶颈。此外，由于依赖特定的主机传输大容量数据，所以系统的扩展能力较差。因此，这种结构难以满足大型影视资料处理中心的要求。 b. 以SAN为中心的存储结构 这是一种理想的解决方案。它将磁带库直接挂接在SAN网络上，通过智能化SAN设备与存储管理软件通信，使数据直接通过高速SAN网络在硬盘和磁带库之间流动，不占用主机资源。这种结构克服了以主机为中心的存储结构的缺点，满足了高性能、扩展能力强的要求。从技术角度看，这是一种全新的可移动存储介质管理体系结构，要求新型管理软件和智能SAN硬件产品配合使用。特别是在实现Serverless或Serverfree功能(数据在硬盘和磁带间传输不占用主机资源，如CPU、内存、I/O等)，以及兼容不同主机平台和SAN产品方面，还要做很多工作。美国先进数字信息公司(ADIC)已经掌握了基于SAN结构的所有软、硬件技术和标准，并将在2001年下半年推出相应产品，实现SAN环境下对不同存储介质中数据的统一管理。 三 ADIC产品和解决方案 ADIC是一家专门从事开发、生产和销售自动磁带库、数据存储管理产品的厂商，拥有满足SAN要求的高性能磁带库和存储管理软件等产品。ADIC的磁带库产品不依赖于磁带机驱动器技术，可以同时装载任何磁带机驱动器，甚至光盘机、录像机和编辑机，如DTF、AIT、LTO、3590、DST、SDLT、MO、DVD-RAM、Betacam、DVCPRO、VHS及未来各种新型驱动器等。这个特点使得用户不必局限于某一驱动器产品，而可选择不同厂商的驱动器以满足不同的应用需求。并且，今后还可以采用更先进的技术而不必购买新的磁带库。 此外，ADIC可以为用户提供基于SAN的全面数据存储解决方案：一个统一的SAN文件系统，使Unix、Windows NT和Linux等不同平台共享SAN磁盘阵列中单一拷贝的影视文件，同时具备将SAN磁盘阵列中的数据资料透明地迁移到ADIC自动磁带库，用户在需要时可以快速访问磁带库中的资料，从而极大地提高工作效率、降低总存储成本。 数据流磁带库存储管理系统由多个部分构成，包括磁带机技术、磁带库的体系结构、磁带库存储管理软件、磁盘阵列和磁带库系统的结合(盘/带结合)、与影视节目资料管理系统的融合能力等。不能片面地以某一部分的技术优劣评价整个系统，必须综合评定各部分的技术指标和性价比，以作出最佳选择。ADIC的软、硬件产品是完全开放的，可以和其它许多产品配合使用，满足用户对系统高性能、低成本、安全可靠、易使用、易管理的要求。 从硬件角度来看，ADIC的磁带库是模块化、可扩展的产品，可以廉价地提高系统的存储容量和数据吞吐能力。初期，用户可以根据需要和预算，选择一个小的配置和一种磁带机技术。随着应用的完善、数据量的增加，以很低的成本就可以不断扩充磁带库的存储容量和磁带机驱动器的数量和类型，数据量可从TB级逐步扩展到PB级，磁带机驱动器可从一个增加到几百个，且可选择不同类型的磁带机驱动器。ADIC大型磁带库具有完全独立的双机械臂，不仅提高系统的可靠性，而且提高系统的自动化性能。这一点对于系统安全、可靠性要求很高的用户非常重要。 数据流磁带库管理系统的核心是管理软件。ADIC不仅拥有以主机为中心的高性能磁带库存储管理软件，而且在以SAN为中心的存储管理软件技术方面处于领先地位。ADIC可以向用户提供一体化SAN环境下的存储管理系统。该软件以计算机文件系统方式向上层应用系统(如媒体资产管理系统)提供接口，省却了资产管理系统许多接口开发工作，使得系统通用性强、使用简便。这可与我国独立开发生产的媒体资产管理软件相配合，形成一套完整的、跨不同存储介质的资产管理系统。 |
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| 来源：《世界广播电视》 | |